本发明属于水产加工技术领域，具体涉及一种从鱼鳞中制备柠檬酸钙的方法及其应用。
背景技术：
柠檬酸钙，C12H10Ca3O14·4H2O，分子量570.49，其钙元素含量为21.08%。它是一种有机钙质，可作为补钙剂，易于人体吸收和利用。工业生产柠檬酸钙，一般用柠檬酸和氢氧化钙反应得到柠檬酸钙，其钙源主要是取自碳酸钙。
鱼鳞是水产加工的废弃物，很少被加工利用，反而形成易腐败固体垃圾而滋生蝇虫。鱼鳞主要钙质成分为羟基磷灰石，钙含量因鱼鳞品种不同而异。鱼鳞化学成分研究进展（顾杨娟等，山西农业科学，2011年第39卷第11期第1227页），淡水鱼中钙含量为鲤鱼鳞3.585%，草鱼鳞5.953%，鲫鱼鳞7.237%，海洋鱼如大黄花鱼鳞的钙含量可高达31.91%。当鱼鳞钙质全部转化为柠檬酸钙并被全收集时，对应柠檬酸钙回收利用率依次为17.01%、28.24%、34.33%和151.38%不等。可见其值因具体的鱼鳞来源和组成而异，孤立地比较柠檬酸钙回收利用率数值还不足以判别钙提取工艺的质量。
柠檬酸法鱼鳞脱钙的工艺研究（彭元怀等，农业机械，2012年7月132页），通过柠檬酸脱出鱼鳞中的钙质，目的是使脱钙处理后鱼鳞中总钙含量降低，关注鱼鳞的脱钙率，而不在于收集柠檬酸钙。该文献中，使用柠檬酸处理鱼鳞后得到脱钙液，该脱钙液中的钙含量能通过EDTA络合滴定法检测，表明脱钙液中的柠檬酸钙处于溶解的游离离子状态。而柠檬酸钙的溶解度很低（0.1g/100mL水，25度），当pH降低时溶解度有所增大，如果要从溶解于柠檬酸水溶液的柠檬酸钙溶液里提取柠檬酸钙固体，需要分离柠檬酸钙和柠檬酸溶液，并对柠檬酸钙溶液进行高度浓缩和固化处理，工艺复杂、能耗很高。
申请号为201210010943.3的中国发明专利公开了一种抗氧化补钙鱼鳞肽钙复合咀嚼片及其制备方法，该方法采用柠檬酸将鱼鳞中钙转化为柠檬酸钙。该方法通过鱼鳞干燥、粉碎和酶解过滤，最后向滤渣部分加入柠檬酸转化，收集沉淀部分得到柠檬酸钙。不但工艺繁琐成本高而且得到的沉淀部分组成复杂，既可能包含未被酶解完全的鱼鳞残渣，也可能包含未与柠檬酸反应的羟基磷灰石，导致沉淀组分中柠檬酸钙含量不高。单就柠檬酸钙产品而言，鱼鳞干燥和粉碎等处理也增加了工艺步骤。
通过检索发现，目前脱除鱼鳞中钙的方法主要有酸法和EDTA法，其原理是用提取液将羟基磷灰石Ca10(OH)2(PO4)6中的钙溶解或者络合出来,置换出的钙离子游离于溶液之中,回收利用非常麻烦,而且这些工艺普遍使用的酸量较大,浪费了资源增加了生产成本,不利于资源的经济型利用。
技术实现要素：
为克服现有技术的不足，本发明提供了一种从鱼鳞中制备柠檬酸钙的方法，该方法操作简单，得到的柠檬酸钙纯度高，易于工业化生产。
此外本发明还提供了一种上述柠檬酸钙在制备治疗产妇产后关节痛制剂中的应用，
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种从鱼鳞钙制备柠檬酸钙的方法，采用以下步骤：
（1）将鱼鳞洗净，捞出鱼鳞称重；
（2）在步骤（1）所述的鱼鳞中加柠檬酸水溶液，搅拌，得柠檬酸钙悬浮液和脱钙鱼鳞；
（3）将步骤（2）得到的柠檬酸钙悬浮液和脱钙鱼鳞过筛网过滤，得柠檬酸钙混悬液；
（4）将步骤（3）得到的柠檬酸钙混悬液固液分离，收集沉淀，干燥，得柠檬酸钙。
一种从鱼鳞中制备柠檬酸钙的方法，优选的操作方法为：
（1）将鱼鳞洗净，捞出湿鱼鳞称重,湿鱼鳞含水量为50-75wt%；
（2）步骤（1）得到的湿鱼鳞中加入柠檬酸水溶液，调节溶液温度为15-35℃，搅拌，当溶液pH达到3.5-6.5时，得到含有柠檬酸钙的悬浮液和脱钙鱼鳞；其中柠檬酸水溶液的浓度为1.2-3.9wt%；其中搅拌的速率为100-300rpm；优选地，所述调节溶液温度为20-30℃，pH为4-6，柠檬酸水溶液的浓度为2.0-3.8wt%；
（3）将步骤（2）所述的柠檬酸钙悬浮液和脱钙鱼鳞过孔径为50-100目的筛网过滤，得柠檬酸钙混悬液；
（4）将步骤（3）得到的柠檬酸钙混悬液固液分离，收集柠檬酸钙沉淀，干燥，粉碎，得柠檬酸钙；所述固液分离的方法为离心或板框式过滤。
一种如上所述的制备方法制备得到的柠檬酸钙。
一种如上所述的柠檬酸钙在制备治疗产妇产后关节痛制剂中的应用。
一种如上所述的治疗产妇产后关节痛制剂，所述制剂的剂型为胶囊剂。
本发明的制备方法无需进行鱼鳞干燥、粉碎等环节，反而充分利用鱼鳞的大片状外形，与均匀分散的脱钙白浆形成外形反差，易于通过普通筛网就能实现鱼鳞残渣和柠檬酸钙白浆的分离。另一方面，羟基磷灰石是鱼鳞的组成部分，只有溶解于柠檬酸的部分才会从完整的鱼鳞内游离出来，未溶解的羟基磷灰石继续保留在鱼鳞组织内，通过筛网截留鱼鳞的同时，也就挡住了未溶解的羟基磷灰石。因此该法方法显得简便，且所得柠檬酸钙杂质少。
有益效果
（1）本发明通过控制湿鱼鳞中加入柠檬酸水溶液的浓度和反应后溶液的pH，既可以有效溶解鱼鳞钙又能使游离出的钙离子析出转化为沉淀，只需要简单的分离就可以得到柠檬酸钙，本发明使用的柠檬酸水溶液浓度低，用量少，得到的柠檬酸钙纯度高，鱼鳞中钙残留少，操作方法简单，节约成本，易于工业化生产。
（2）将本发明制备的柠檬酸钙应用于制备治疗产妇产后关节痛制剂中，本发明中的柠檬酸水溶液在有效溶出钙离子的同时，还可以适量溶出鱼鳞中锌、镁、磷等对人体有益的元素，适量的镁、磷可以增强产妇对钙质的吸收；锌是人体必需的微量元素之一，对产妇包括免疫、内分泌等体能恢复过程具有重要作用，因此本发明制备的以柠檬酸钙元素为主的复合营养成分配比适合产妇身体吸收机能需求，临床疗效显著，安全性高，尤其适合应用于治疗产妇产后关节痛制剂中。
具体实施方式
结合实施例和对比例对本发明作进一步的说明，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。
（1）用水漂洗鱼鳞，去除血污、漂浮鱼膜等异物，捞出湿鱼鳞并称取1kg，湿鱼鳞含水量为50-75wt%；
（2）步骤（1）得到的湿鱼鳞中加入柠檬酸水溶液，调节溶液温度为15-35℃，搅拌，当溶液pH达到3.5-6.5时，得到含有柠檬酸钙的悬浮液和脱钙鱼鳞；其中柠檬酸水溶液的浓度为1.2-3.9wt%；
（3）将步骤（2）所述的柠檬酸钙悬浮液和脱钙鱼鳞过孔径为50-100目的筛网过滤，得柠檬酸钙混悬液；
（4）将步骤（3）得到的柠檬酸钙混悬液固液分离，收集柠檬酸钙沉淀，干燥，粉碎，得柠檬酸钙。
各实施例和对比例工艺参数如表1所示：
采用上述实施例和对比例制备得到的柠檬酸钙和和脱钙鱼鳞，对各指标进行检测，其中各指标的检测方法为：
柠檬酸钙的含量按照GB17203—1998食品添加剂 柠檬酸钙（现行有效）方法检测；
钙提取率%=（鱼鳞柠檬酸钙产物量*柠檬酸钙含量*21%/原料鱼鳞总钙量）*100%；其中鱼鳞中总钙的测定方法为：将干燥的鱼鳞剪成长宽均为3毫米的小片，准确称取一定量的碎鱼鳞于1mol/L的盐酸溶液中，料液比为1:20，室温下反应24h,将脱钙液转移至容量瓶，用蒸馏水洗涤鱼鳞，并将洗涤液一并转移至容量瓶，用EDTA标准溶液滴定鱼鳞中的总含钙量；
Mg和Zn元素含量通过原子吸收分光光度计检测；
P元素含量通过等离子体发射光谱仪检测；
各指标的检测结果见表2：
由表2可以看出：对比例1、2鱼鳞脱钙程度低，流体中形成少量柠檬酸钙得到白色浊液，不利于柠檬酸钙收集；对比例3的pH低表明柠檬酸残余量大，不仅浪费了原料柠檬酸，还增加柠檬酸钙的溶解度而造成滤过损失；对比例4的柠檬酸剩余量更大，对柠檬酸钙的增溶作用显著，造成柠檬酸钙不能有效析出形成沉淀，无法一步沉淀收集；对比例5钙质从羟基磷灰石中溶解后，大量柠檬酸钙在鱼鳞内外形成致密沉积结晶，无法与鱼鳞分离并收集。而实施例1-5制备的柠檬酸钙中柠檬酸钙含量90-99%，鱼鳞中钙提取率为90-98%，镁含量250-950 mg/kg，锌含量8-180 mg/kg，磷含量0.2-1.5%，液体流体外观白稠，鱼鳞透明，说明本发明的实施例中的操作方法既能有效脱钙，又能进一步沉淀而收集到高纯度的柠檬酸钙，柠檬酸余量少利用率高。
并且实施例1-5提取的柠檬酸钙是以柠檬酸钙为主的复合多种营养成分，元素配比适应产妇身体吸收机能需求；适量的镁、磷可以增强产妇对钙质的吸收；锌是人体必需的微量元素之一，对产妇包括免疫、内分泌等体能恢复过程具有重要作用。
实施例6 鱼鳞柠檬酸钙胶囊的制备
粉体混合：
称取10g维生素D3和90g鱼鳞柠檬酸钙（实施例2制备），在容积0.1L的粉体混合机内混匀，得到混合粉体1（维生素D3重量占比10.00%）。取100g混合粉体1，与900g鱼鳞柠檬酸钙，在容积1L粉体混合机内混匀，得到混合粉体2（维生素D3重量占比1.00%）。取1kg混合粉体2，与9kg鱼鳞柠檬酸钙，在容积10L粉体混合机内混匀，得到混合粉体3（维生素D3重量占比0.10%）。取10kg混合粉体3，与90kg鱼鳞柠檬酸钙，在容积100L粉体混合机内混匀，得到混合粉体4（维生素D3重量占比0.01%）。取100kg混合粉体4，与900kg鱼鳞柠檬酸钙，在容积1000L粉体混合机内混匀，得到混合粉体5（维生素D3重量占比0.001%）。取100kg混合粉体5，与400kg鱼鳞柠檬酸钙，在容积600L粉体混合机内混匀，得到混合粉体6（维生素D3重量占比2.0ppm）。
鱼鳞柠檬酸钙胶囊填充：
选用0#胶囊壳，将混合粉体6粉末按照800±40mg/粒的装量，用全自动胶囊填充机制成鱼鳞柠檬酸钙胶囊。
实施例7 鱼鳞柠檬酸钙胶囊的制备
粉体混合：
称取10g维生素D3和90g鱼鳞柠檬酸钙（实施例1制备），在容积0.1L的粉体混合机内混匀，得到混合粉体1（维生素D3重量占比10.00%）。取100g混合粉体1，与900g鱼鳞柠檬酸钙，在容积1L粉体混合机内混匀，得到混合粉体2（维生素D3重量占比1.00%）。取1kg混合粉体2，与9kg鱼鳞柠檬酸钙，在容积10L粉体混合机内混匀，得到混合粉体3（维生素D3重量占比0.10%）。取10kg混合粉体3，与90kg鱼鳞柠檬酸钙，在容积100L粉体混合机内混匀，得到混合粉体4（维生素D3重量占比0.01%）。取100kg混合粉体4，与900kg鱼鳞柠檬酸钙，在容积1000L粉体混合机内混匀，得到混合粉体5（维生素D3重量占比0.001%）。取100kg混合粉体5，与300kg鱼鳞柠檬酸钙，在容积500L粉体混合机内混匀，得到混合粉体6（维生素D3重量占比2.5ppm）。
鱼鳞柠檬酸钙胶囊填充：
选用0#胶囊壳，将混合粉体6粉末按照800±40mg/粒的装量，用全自动胶囊填充机制成鱼鳞柠檬酸钙胶囊。
实施例8 鱼鳞柠檬酸钙胶囊的制备
粉体混合：
称取10g维生素D3和90g鱼鳞柠檬酸钙（实施例3制备），在容积0.1L的粉体混合机内混匀，得到混合粉体1（维生素D3重量占比10.00%）。取100g混合粉体1，与900g鱼鳞柠檬酸钙，在容积1L粉体混合机内混匀，得到混合粉体2（维生素D3重量占比1.00%）。取1kg混合粉体2，与9kg鱼鳞柠檬酸钙，在容积10L粉体混合机内混匀，得到混合粉体3（维生素D3重量占比0.10%）。取10kg混合粉体3，与90kg鱼鳞柠檬酸钙，在容积100L粉体混合机内混匀，得到混合粉体4（维生素D3重量占比0.01%）。取100kg混合粉体4，与900kg鱼鳞柠檬酸钙，在容积1000L粉体混合机内混匀，得到混合粉体5（维生素D3重量占比0.001%）。取100kg混合粉体5，与230kg鱼鳞柠檬酸钙，在容积400L粉体混合机内混匀，得到混合粉体6（维生素D3重量占比3.0ppm）。
鱼鳞柠檬酸钙胶囊填充：
选用0#胶囊壳，将混合粉体6粉末按照800±40mg/粒的装量，用全自动胶囊填充机制成鱼鳞柠檬酸钙胶囊。
对比例6 食品级柠檬酸钙胶囊的制备
粉体混合：
称取10g维生素D3和90g食品级柠檬酸钙（市售食品级柠檬酸钙，柠檬酸钙含量>99.9%），在容积0.1L的粉体混合机内混匀，得到混合粉体1（维生素D3重量占比10.00%）。取100g混合粉体1，与900g食品级柠檬酸钙，在容积1L粉体混合机内混匀，得到混合粉体2（维生素D3重量占比1.00%）。取1kg混合粉体2，与9kg食品级柠檬酸钙，在容积10L粉体混合机内混匀，得到混合粉体3（维生素D3重量占比0.10%）。取10kg混合粉体3，与90kg食品级柠檬酸钙，在容积100L粉体混合机内混匀，得到混合粉体4（维生素D3重量占比0.01%）。取100kg混合粉体4，与900kg食品级柠檬酸钙，在容积1000L粉体混合机内混匀，得到混合粉体5（维生素D3重量占比0.001%）。取100kg混合粉体5，与300kg食品级柠檬酸钙，在容积500L粉体混合机内混匀，得到混合粉体6（维生素D3重量占比2.5ppm）。
鱼鳞柠檬酸钙胶囊填充：
选用0#胶囊壳，将混合粉体6粉末按照800±40mg/粒的装量，用全自动胶囊填充机制成食品级柠檬酸钙胶囊。
功效测试
产后关节痛是妇女产后常见的病症。常见的中医推拿、熏蒸等方法能有效缓解产后关节痛，但该法需要专业人员针对个例试行，难以大面积推广应用。产妇受体内激素变化影响，特别是有产时、产后失血过多病史的，骨质流失较多，在经受风寒湿冷后，容易出现骨关节酸楚、疼痛和屈伸不利的症状。这里以补充钙质营养，增强产妇骨质，改善产后关节痛症状。
1.试验对象
选择正常分娩的产后关节痛的产妇160例，年龄22-38岁病程最短1周，最长6个月，将其随机分为4组，其中3组分别使用实施例6、实施例7和实施例8制备的鱼鳞柠檬酸钙胶囊，1组为对照组，使用对比例制备的柠檬酸钙胶囊，各组间的年龄和症状无显著差异。
2.使用方法
实施例组：1粒/次，哺乳期2粒/次，2次/天，连服8周。
对照组服用方法同试验组。
3.疗效标准
（1）有效：疼痛关节数减少，疼痛程度减轻，晨僵时间缩短
（2）无效：疼痛关节数不变或增加，疼痛程度加剧，晨僵时间不变或延长
4.试验结果：
（1）不良反应
试验组和对照组均未出现过敏、腹胀等不良反应。
（2）产后关节疼痛改善效果
结果见表3
鱼鳞柠檬酸钙使用效果对比
由表3可以看出，本发明制备的鱼鳞柠檬酸钙胶囊对产后关节痛的改善效果好，可以有效缓解产后疼痛相关症状，而且无不良反应。另外，经试验验证，本发明的鱼鳞柠檬酸钙使用3-4周即可有效改善关节疼痛，可以实现对产后关节的快速养护作用。